172,84 Kb.НазваниеКонструкция космических кораблейАгаджанян Жанна АлександровнаДата конвертации03.09.2012Размер172,84 Kb.Тип I Региональное соревнование юных исследователей «Шаг в будущее, Юниор Саратов»ФизикаРеферат на тему: «Конструкция космических кораблей»Автор: Агаджанян Жанна Александровна Саратовская область, Романовский район с. Малое Щербедино МОУ «Малощербединская средняя общеобразовательная школа», 10 классРуководитель: Жаркова Марина Евгеньевна, учитель физики МОУ «Малощербединская средняя общеобразовательная школа»с. Малое Щербедино, 2010Содержание: Введение Материалы Конструкции космических аппаратов Вход в атмосферу Космический корабль «Шаттл» Заключительные замечания Введение Из курса физики я узнала, что для того чтобы тело стало искусственным спутником Земли, ему нужно сообщить скорость равную 8 км/с (I космическая скорость). Если такую скорость сообщить телу в горизонтальном направлении у поверхности Земли, то при отсутствии атмосферы оно станет спутником Земли, обращающимся вокруг нее по круговой орбите. Такую скорость спутникам способны сообщать только достаточно мощные космические ракеты. В настоящее время вокруг Земли обращаются тысячи искусственных спутников! А для того чтобы достичь других планет космическому кораблю необходимо сообщить II космическую скорость, это около 11, 6 км/с! Например чтобы достичь Марса, что в скором времени собираются сделать американцы, нужно лететь с такой огромной скоростью более восьми с половиной месяцев! И это не считая обратной дороги на Землю. Каким же должно быть устройство космического корабля, чтобы достичь таких огромных, невообразимых скоростей?! Данная тема меня сильно заинтересовала, и я решила узнать все тонкости конструкции космических кораблей. Как оказалось, задачи практического конструирования вызывают в жизни новые формы летательных аппаратов и требуют разработки новых материалов, которые в свою очередь создают новые проблемы и выявляют много интересных аспектов старых проблем как в области фундаментальных, так и в области прикладных исследований. Материалы Основу развития техники составляют знания о свойствах материалов. Во всех космических аппаратах используются разнообразные материалы в самых различных условиях. В последние несколько лет резко возросло количество изучаемых материалов и представляющих для нас интерес характеристик. Быстрый рост количества технических материалов, используемых при создании космических кораблей, а также возрастающая взаимозависимость конструкций космических кораблей и свойств материалов иллюстрируются табл. 1. В 1953 г. алюминий, магний, титан, сталь и специальные сплавы представляли интерес в первую очередь как авиационные материалы. Пять лет спустя, в 1958 г., они получили широкое применение в ракетостроении. В 1963 г. каждая из указанных групп материалов включала уже сотни комбинаций элементов или составных частей, а количество представляющих интерес материалов увеличилось на несколько тысяч. В настоящее время почти везде нужны новые и усовершенствованные материалы, и вряд ли положение изменится в будущем. Таблица 1 Материалы, используемые в конструкциях космических аппаратовP Материал 1953 г. 1958 г. 1963Pг. Бериллий P P + Материалы,Pобеспечивающие регулирование теплового режима P P + Термоэлектрические материалы P P + Фотоэлектрические материалы P P + Защитные покрытия P P + Керамика P P + Материалы, армированные нитями P P + Уносимые покрытия (абляционные материалы) P P + Слоистые материалы P + + Полимеры P + + Тугоплавкие металлы P + + Специальные сплавы + + + Стали + + + Титановые сплавы + + + Магниевые сплавы + + + Алюминиевые сплавы + + + P Потребность в новых знаниях в области материаловедения и технологии материалов находит отклик в наших университетах, частных компаниях, независимых исследовательских организациях и различных правительственных органах. Табл.2 дает некоторое представление о характере и масштабах исследований, проводимых НАСА в области разработки новых материалов. Эти работы включают как фундаментальные, так и прикладные исследования. Наибольшие усилия сосредоточены в области фундаментальных исследований по физике твердого тела и химии. Здесь представляют интерес атомное строение материи, межатомные силовые взаимодействия, движение атомов и особенно влияние дефектов, соизмеримых с размерами атомов. Таблица 2 Программа исследования материалов Физика и химия материалов Атомная и электронная структура, термодинамика и кинетика Конструкционные материалы PМатериалы с большой удельной прочностьюТеплостойкие сплавыКерамикаПолимерыМатериалы для сверхзвуковой транспортной авиации Материалы, используемые в электронике Сверхпроводники и лазерыPПолупроводникиТермоэлектронные материалы Исследования по применению материалов Разрушение в космическом пространствеЛунные ресурсы К следующей категории относятся конструкционные материалы с большой удельной прочностью, как титан, алюминий и бериллий, теплостойкие и тугоплавкие сплавы, керамика и полимеры. К особой группе следует отнести материалы для сверхзвуковой транспортной авиации. В программе НАСА постоянно возрастает интерес к категории материалов, используемых в электронике. Ведутся исследования сверхпроводников и лазеров. В группе полупроводников изучаются как органические, так и неорганические материалы. Ведутся также исследования в области термоэлектроники. И наконец, программа исследования материалов завершается рассмотрением с весьма общих позиций вопросов практического использования материалов. Чтобы показать потенциальные возможности применения результатов исследования материалов в будущем, я остановлюсь на исследованиях, связанных с изучением влияния пространственного расположения атомов на фрикционные свойства металлов. Если бы удалось уменьшить трение между соприкасающимися металлическими поверхностями, то это позволило бы усовершенствовать практически все типы механизмов с подвижными частями. В большинстве случаев трение между соприкасающимися поверхностями велико, и чтобы его снизить, применяется смазка. Однако понимание механизма трения между несмазанными поверхностями также представляет большой интерес. На рис.1 представлены некоторые результаты исследований, проведенных в Льюисском исследовательском центре. Эксперименты проводились в условиях глубокого вакуума, так как атмосферные газы загрязняют поверхности и резко изменяют их фрикционные свойства. Первый важный вывод состоит в том, что фрикционные характеристики чистых м
Конструкция космических кораблей
Конструкция космических кораблей
Комментариев нет:
Отправить комментарий